Question

12．图1是测量阻值约为几欧的未知电阻R_x的原理图，图中R₀是定值电阻（5Ω），R₁是电阻箱（0-99.9Ω），R是滑动变阻器．A₁和A₂是电流表，E是电源（电动势约4.5V，内阻很小）

在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大，实验具体步骤如下：
（Ⅰ）连接好电路，将滑动变阻器R调到最大 
（Ⅱ）闭合S，从零开始调节电阻箱R₁为适当值，再调节滑动变阻器R，使A₁示数I₁=0.2A，记下这时电阻箱的阻值R₁和A₂的示数I₂；
（Ⅲ）重复步骤（Ⅱ），再测量6组R₁和I₂值；
（Ⅳ）将实验测得的7组数据在坐标纸上描点；
根据实验回答以下问题：
①现有下列四个可供选用的电流表：
A．电流表（0-3mA内阻为 20.0Ω） 
B．电流表（0-3mA内阻未知）
C．电流表（0-0.3A内阻未知）      
D．电流表（0-0.3A内阻为5.0Ω）
电流表A₁选C，电流表A₂选D       
②测得一组R₁和I₂值后，调整电阻箱R₁使其阻值变小，要使A₁示数仍为0.2A，应使滑动变阻器R接入电路的阻值变小（选填“不变”，“变大”或“变小”） 
③在坐标纸上画出R₁与I₂的关系图．
④根据以上实验测得出R_x=6.0Ω．

Answer 1

分析 ①由题意可知，A₁示数I₁=0.2A，即可确定量程，根据题目中图象示数可知，A₂的量程为0.3A；，
②根据电路规律可得出对应的电阻的变化；
③④根据串并联特征，结合R₁与I₂的图象的斜率含义，依据欧姆定律，即可求解．

解答 解：①A₁示数I₁=0.2A，则A₁应选用量程为0.3A的电流表，由于只要知道电流大小即可，即选用C；
根据R₁与I₂的关系图，可知，A₂的量程为0.3A，且必须要知道其电阻，因此选用D；
②调整电阻箱R₁使其阻值变小，总电流增大；要使A₁示数仍为0.2A，则应使滑动变阻器R接入电路分流增大；故其阻值应减小；
 ③根据题目中已知描的点，平滑连接，注意让图线分布在点的两边，删除错误的，如图所示；

④（4）根据欧姆定律及串并联电路规律可知：
$\frac{{I}_{2}（{R}_{0}+{R}_{A2}）}{{R}_{x}}+{I}_{2}$=I₁+$\frac{{I}_{1}{R}_{A1}}{{R}_{1}}$，
则有：
I₂=$\frac{{R}_{x}{I}_{1}}{{R}_{0}+{R}_{A2}+{R}_{x}}$+$\frac{{R}_{x}{R}_{A1}}{{R}_{0}+{R}_{A2}+{R}_{x}}×\frac{1}{{R}_{1}}$$\frac{{R}_{x}{R}_{A1}}{{R}_{0}+{R}_{A2}+{R}_{x}}$；
由图象可知：$\frac{{R}_{x}{I}_{1}}{{R}_{0}+{R}_{A2}+{R}_{x}}$=0.075；$\frac{{R}_{x}{R}_{A1}}{{R}_{0}+{R}_{A2}+{R}_{x}}$=$\frac{0.3-0.1}{0.7-0.1}$=$\frac{1}{3}$
联立解得：
R_x=6.0Ω
故答案为：①C，D；②减小；③如图所示；④6.0

点评 本题考查如何确定电表的方法，紧扣题意是解题的关键，理解欧姆定律的应用，掌握串并联特点，注意误差与错误的区别，理解图象的斜率含义．